Zaskakujący sprawcy topnienia lodowców. Nie widać ich gołym okiem

"To było naprawdę przerażające, jakby znaleźć się w środku płonącego miasta podczas nocnego nalotu" - wspomina w rozmowie z "Guardianem" dr Arwyn Edwards, ekolog glacjalny z Uniwersytetu w Aberystwyth.

Nie opisuje jednak wojny, lecz dzień pracy na lodowcu Svalbardu, gdy rekordowo ciepłe lato zmieniło teren badań w kaskady spływającej wody i lawinę odłamków skalnych. Edwards od dwóch dekad bada mikroorganizmy zamieszkujące lód i śnieg. Dotąd czuł się "jak w domu", pracując na powierzchni lodowców. Ale w obliczu przyspieszającego kryzysu klimatycznego nawet doświadczeni badacze tracą poczucie bezpieczeństwa.

Choć średnia globalna temperatura nie przekroczyła jeszcze progu 1,5 st. C ponad poziom przedprzemysłowy, Arktyka dawno go minęła. Svalbard ociepla się siedmiokrotnie szybciej niż reszta planety. To oznacza gwałtowne zmiany w ekosystemach lodowcowych, które przechowują ponad 70 proc. wody słodkiej na Ziemi. Od tych zasobów zależą miliardy ludzi korzystających z rzek zasilanych przez lodowce.

"Mikroby zimnolubne to jednocześnie strażnicy i sprawcy przyspieszenia arktycznego upadku" - mówi Edwards. Najnowsze badania wskazują, że mikroorganizmy bytujące w śniegu i lodzie mogą przyspieszać topnienie, uruchamiając dodatnie sprzężenia zwrotne. Choć niektóre gatunki pełnią rolę hamulca dla emisji metanu, w wielu przypadkach efektem ich obecności jest biologiczne przyspieszenie katastrofy.

Jeszcze niedawno sądzono, że lód i śnieg Arktyki to środowiska niemal jałowe. Tymczasem każde opady śniegu zawierają mikroby. Część z nich wręcz inicjuje proces powstawania płatków. W jednym centymetrze sześciennym śniegu naukowcy doliczają się setek do tysięcy komórek i wielokrotnie większej liczby wirusów.

Latem na powierzchni śniegu pojawiają się glony barwiące go na czerwono, tworzące zjawisko znane od czasów Arystotelesa jako "krwawy śnieg" lub "arbuzowy śnieg".

Pod powierzchnią kryje się jeszcze bogatszy świat: w lodzie tkwią ciemne, glebotwórcze grudki zwane kriokonitem. To "zamrożone lasy deszczowe" lodowca: miniaturowe ekosystemy, w których żyją bakterie, grzyby, wirusy, protisty, a nawet niesporczaki i mikroskopijne nicienie.

"Kiedy patrzę na powierzchnię lodowca, nie widzę lodu. Widzę trójwymiarowy bioreaktor" - podkreśla Edwards.

Mikroby wytwarzają barwniki chroniące je przed promieniowaniem UV i ułatwiające fotosyntezę. Gromadzą też cząstki pyłu i sadzy. W efekcie powierzchnia lodu ciemnieje, absorbuje więcej ciepła i topnieje szybciej. To zjawisko, nazwane "biologicznym przyciemnianiem", może odpowiadać za istotną część utraty masy lodowców.

Każdego lata na południowo-zachodniej Grenlandii powstaje strefa biologicznie przyciemnionego lodu, widoczna z kosmosu, obejmująca co najmniej 100 tys. km². Badania z 2020 r. wykazały, że mikroby w tej strefie odpowiadają za 4,4-6 gigaton dodatkowego spływu wody rocznie - czyli nawet 13 proc. całkowitego topnienia tej części pokrywy lodowej. Choć efekt ten został odnotowany w raportach IPCC, wciąż nie jest uwzględniony w modelach klimatycznych.

Kolejnym, mniej znanym zagrożeniem jest metan. W wielu miejscach Arktyki lodowce i wieczna zmarzlina działają jak pokrywa blokująca ogromne podziemne magazyny tego gazu cieplarnianego. Gdy lód i wieczna zmarzlina się cofają, uwalniane są wcześniej uwięzione zasoby gazów cieplarnianych.

"To wygląda jak naturalne szczelinowanie" - mówi prof. Andy Hodson z Uniwersytetu w Svalbardzie, opisując tzw. pingo, wypiętrzenie terenu, z którego wydobywa się metan. Naukowcy obserwują, jak z powierzchni wód nagle wydobywają się bąble gazu. Szacunki wskazują, że arktyczne sprzężenia zwrotne związane z metanem mogą zwiększyć koszty klimatyczne o 25-70 bilionów dolarów.

Na szczęście nie wszystkie mikroby potęgują kryzys. W niektórych miejscach dominują metanotrofy, czyli mikroorganizmy, które zamiast produkować metan, zużywają go jako źródło energii. "Tu właśnie te 'zjadacze metanu' ratują sytuację" - podkreśla Hodson. Choć nie działają wszędzie, lokalnie ograniczają emisje.

Podczas pracy na lodowcu Foxfonna, Edwards zauważył, że powierzchnia obniżyła się o cztery metry w ciągu roku. "To terminalnie chory lodowiec. To już opieka paliatywna i nikt się tym nie przejmuje" - mówi badacz.

Każdy lodowiec ma własny mikrobiom, często zawierający unikalne gatunki, których nie ma nigdzie indziej. Znikanie tych ekosystemów Edwards porównuje do obumierania raf koralowych - miejsc o ogromnym znaczeniu przyrodniczym i gospodarczym. Mikroorganizmy z lodu mogą bowiem zawierać geny przydatne w medycynie, przemyśle czy gospodarce odpadami.

Dlatego naukowcy postulują stworzenie międzynarodowego repozytorium przechowującego próbki mikrobiomu lodowcowego na wzór Globalnego Banku Nasion w Svalbardzie. "Chcę, by takie archiwum było zasobem dla przyszłych pokoleń. Bo oni nie będą już mieli tego czy tamtego lodowca" tłumaczy Edwards.

Podczas rejsu po fiordach Svalbardu badacze natrafiają na stado ponad 80 białuch. Te wieloryby, choć dziś liczne, również pośrednio zależą od mikroskopijnych organizmów - planktonu, którego rozwój zasilają składniki mineralne z topniejących lodowców. Mikroby więc, choć niewidoczne, podtrzymują całe arktyczne ekosystemy.

W szerszym wymiarze chodzi o znacznie więcej niż tylko Arktykę. Według badań, nawet jeśli świat spełni cele Porozumienia paryskiego, połowa lodowców Himalajów i Alp zniknie do końca stulecia.

To bezpośrednie zagrożenie dla co najmniej 2 mld ludzi, którzy czerpią wodę pitną, energię i nawadnianie upraw z rzek zasilanych przez topniejący lód. W wielu regionach Azji Środkowej czy Ameryki Południowej lodowce są wręcz rezerwuarem życia. Ich utrata oznacza kryzys gospodarczy, społeczny i polityczny.

"To jak odwiedziny u ojca chorego na demencję: za każdym razem widzę, że jest go mniej" - mówi Edwards o swoich wyprawach badawczych. Lodowce znikają stopniowo, niemal niezauważalnie dzień po dniu. Ale tempo tej utraty jest dziś szybsze niż kiedykolwiek w historii badań polarnych.